第1架生产型飞机于1986年12月首次试飞，1988年12月29日开始交付给美国空军，1989年形成初步作战能力。美国共装备了200架F－15E战斗轰炸机。F－15E在外形上与F－15D基本相同，均为双座机型，但对发动机舱进行了重新设计，使之既可装普惠公司的FI00－PW－100加力式涡轮风扇发动机。又可装通用电气公司的F110－GE－129涡轮风扇发动机。
针对该型机主要进行纵深对地攻击任务，与F－15其他机型比较，F－15E主要是增加了外挂的保形油箱和武器外挂点。外挂式保形油箱是两个铝制的细长形到油箱，挂在机身两侧翼报处，与飞机的外形融合成一体，使飞机在亚音速飞行时不增加飞行阻力，超音速飞行时阻力增加也不大。两个保形油箱及3个副油箱一次可携载9818公斤燃油，再加上机内的5952公斤燃油，使F－15E最大航程达4445公里，在执行空中优势任务时若不装两个条形油箱，其战斗力亦不会低于F－15C战斗机。加装外挂条形油箱后F-15E的武器挂载有所调整，每个外挂保形油箱上装有3个挂架，加上原有的挂架，F－15E的外挂架达到11个，比F－15C战斗机多两个。
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